Equilibrio de fases y nucleación: métodos clásicos Público Deposited
Las ecuaciones de Rachford-Rice comúnmente utilizadas para determinar la distribución másica entre dos fases en equilibrio en el contexto del denominado Problema Flash, se modificaron con la intención de poder describir también estados de equilibrio donde las contribuciones a la energía del sistema, que tienen origen en la región interfacial entre ambas fases (contribuciones interfaciales) son importantes. Estas ecuaciones generalizadas permitieron caracterizar los estados de equilibrio de las denominadas transiciones de fase de primer orden, desde el proceso de nucleación hasta la presencia de fases macroscópicas desarrolladas en equilibrio, utilizando un mismo marco teórico basado en la termodinámica clásica, sin la necesidad de recurrir a desarrollos independientes, como es la práctica común. Por lo que se refiere al equilibrio entre fases macroscópicas, se demostró que las ecuaciones generalizadas de Rachford-Rice propuestas en este trabajo, no sólo proporcionan los resultados teóricos esperados para los estados de equilibrio donde las contribuciones interfaciales no son importantes, sino también se demostró que proporcionan información sobre bajo que condiciones las contribuciones interfaciales son importantes en el establecimiento del equilibrio entre dos fases macroscópicas, destacando, por ejemplo, el caso donde se tiene un gran número de inclusiones en el sistema. Además, esta nueva forma de abordar las transiciones de fase de primer orden en forma global, permitió derivar y analizar diversas teorías clásicas de nucleación. Este análisis, junto con las ecuaciones generalizadas de Rachford-Rice, arrojó como resultados destacables, que la determinación de las propiedades intensivas de la denominada inclusión crítica de nucleación de la fase dispersa, es análoga a la determinación de puntos incipientes de formación de una fase saturada sobre la curva binodal, y por otra parte, que la relación entre la energía superficial específica y el radio de la inclusión crítica tienen un valor único independientemente de la teoría clásica de nucleación considera. Finalmente se demostró, que esta relación entre propiedades interfaciales es igual a la denominada fuerza impulsora de nucleación, la cual, se demostró también, que es dependiente solamente del estado termodinámico de la fase metaestable original e independiente de cualquier propiedad relacionada con la región interfacial.
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